[發明專利]一種海上風電基礎植入型嵌巖單樁的施工工藝

有效

• 申請號: 201810698964.6
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108842807B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 熊漢東;龐雙喜;黃橋興;戴其其;林志航
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程局有限公司;中交三航（廈門）工程有限公司;中交第三航務工程局有限公司廈門分公司
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/12;E02D27/52;E02D15/04
• 代理公司: 上海灣谷知識產權代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 肖進

1.一種海上風電基礎植入型嵌巖單樁的施工工藝，單樁采用直徑6.7m、壁厚60～80mm的鋼管樁，打入至碎裂狀強風化花崗巖，總入土深度為22.9～27.6m，樁頂高程為15m，樁底標高為-43～-46m；所述施工工藝包括以下流程：鋼管樁和鋼護筒制作、穩樁平臺搭設、鋼護筒插裝、鋼護筒振設、鉆孔、清孔、鋼管樁植入、封底砼澆筑、樁外壁回填灌漿及回收鋼護筒；其特征在于，

所述鋼管樁和鋼護筒制作流程包括管節下料、管節坡口加工、管節卷制成型、樁體頂部法蘭裝配、樁體拼接及防腐涂層涂裝步驟；

所述穩樁平臺搭設流程包括以下步驟：

穩樁平臺包括上、下平臺、四根輔助工藝樁、兩根定位工藝樁和一套定位系統；下平臺和四根輔助工藝樁通過定位平臺船與下平臺的龍口處鋼管樁相對位置進行定位，再進行四根輔助工藝樁的插打，然后將輔助工藝樁與下平臺上的輔助工藝樁套管上、下部通過鋼板條焊接牢固；

②先移開定位平臺船，接著插打兩根定位工藝樁，再將定位工藝樁與下平臺上的定位工藝樁套管上、下部通過鋼板條焊接牢固；

③鋼護筒插裝流程結束后安裝上平臺；

所述鋼護筒插裝流程包括以下步驟：

將穩樁平臺的下平臺加工成導向架平臺，導向架平臺的中心即為鋼管樁的中心；

②在鋼護筒頂面以下2m處設置吊耳，采用輔吊船將鋼護筒起吊；鋼護筒通過輔吊船起吊至導向架平臺并緩慢落入，當鋼護筒通過導向架平臺的下平臺時停止下沉，采用兩臺水平尺測量鋼護筒的垂直度，垂直度符合要求后，在導向架平臺的底層通過液壓千斤頂抱緊，再緩慢下沉；

③當鋼護筒沉入至泥面交界處時，測量復核鋼護筒的垂直度，符合要求再繼續下沉至穩定，再采用液壓四聯動振動錘套在鋼護筒的頂部，用輔吊船起吊液壓四聯動振動錘，對鋼護筒進行振動沉設，待鋼護筒的慣入度達到停錘標準，停錘復核鋼護筒的垂直度，滿足設計要求再加固鋼護筒與導向架平臺的連接；

所述鉆孔流程包括鉆機就位、安裝鉆桿、泥漿制備和鉆進成孔步驟；

進行鉆機就位步驟時，先吊離液壓四聯動振動錘，再架設鉆機，采用配置了滾刀鉆頭的氣舉反循環液壓動力鉆機，通過抱樁器將鉆機與鋼護筒鎖固；

進行安裝鉆桿步驟時，鉆頭、鉆桿均在主吊船的甲板上拼裝好之后再安裝到鉆機上；

進行泥漿制備步驟時，護壁泥漿采用不分散、低固相、高粘度的PHP高性能泥漿，先在泥漿池內采用泥漿攪拌機攪拌膨潤土泥漿，然后利用泥漿泵泵送至鋼護筒內，當鋼護筒內的泥漿性能指標滿足施工要求后開孔鉆進；

進行鉆進成孔步驟時，鉆機啟動鉆孔時，鉆孔直徑由小到大，上部較松散土層時鉆小孔，鉆孔直徑應比鋼管樁的內徑小200mm以上，遇到下部堅硬的巖石層應擴大鉆孔直徑，鉆孔直徑比鋼管樁的內徑大100mm～200mm；完成所述鉆孔流程的鉆進成孔步驟前，為了預防塌孔，先進行高壓旋噴樁施工；高壓旋噴樁施工包括鉆孔、下噴射管、噴射、成樁工序；鉆孔內徑Φ600mm，沿內徑Φ750mm鋼護筒的內壁300mm環向布置，相鄰孔搭接100mm；旋噴時，噴射壓力為0.6～0.8MPa，噴射流量為0.8～1.2m³/min；噴射管提升速度為10～15cm/min，噴射管轉速為10～15r/min；

進行所述清孔流程時，將鉆具提升至離孔底30～50cm，緩慢旋轉鉆具，并補充優質泥漿，進行反循環清孔，同時保持孔內水頭，防止塌孔；

進行所述鋼管樁植入流程時，在鋼管樁的頂部應安裝樁頂工裝法蘭，樁頂工裝法蘭為L形截面結構，通過聯接螺栓與樁頂法蘭緊密貼合連接；先移走鉆機，采用主吊船與輔吊船配合抬吊的方式將鋼管樁從運樁駁上起吊和豎樁，并通過主吊船將鋼管樁放入鋼護筒內，接著通過定位系統將鋼管樁定位至鋼護筒的樁中心位置，再采用下平臺上的千斤頂抱緊鋼管樁，確認鋼管樁的中心偏差在誤差內，并復核鋼管樁的垂直度符合要求后利用主吊船緩慢下放鋼管樁，直至鋼管樁停止下沉，然后在鋼管樁頂部套裝液壓打樁錘，待鋼管樁自沉至穩定后，液壓打樁錘小能量緩慢錘擊樁頂工裝法蘭，液壓打樁錘的擊打能量由小到大，直至鋼管樁到達設計底標高；

進行所述封底砼澆筑流程時，封底高度為1.5m，采用C40水下不分散混凝土，并采用垂直導管法進行三點灌注，包括導管安裝、二次清孔、水下混凝土澆筑和復打步驟；

進行所述樁外壁回填灌漿流程時，即在鋼管樁的底部外壁與巖土之間進行灌漿；設置四套注漿系統，每套注漿系統均包括四根注漿管和四根回漿管；注漿時首先對樁端部注漿系統進行注漿，待回漿管出漿時封堵回漿管，對注漿管繼續注漿，直至達到額定注漿壓力，在額定注漿壓力下注漿流量小于2L/min且維持0.5h后，或在注漿過程中突然出現注漿流量增大、注漿壓力驟減的情況時，停止注漿并封堵注漿口；

進行所述回收鋼護筒流程時，通過液壓四聯動振動錘拔出鋼護筒。

2.根據權利要求1所述的海上風電基礎植入型嵌巖單樁的施工工藝，其特征在于，所述封底砼澆筑流程的導管安裝步驟時，先在所述鋼管樁的頂部搭設作業平臺，在該作業平臺上安裝三根內徑為300mm的導管及三個與三根導管的頂部連接的灌漿料斗；三根導管以它們的中心連線呈等邊三角形的方式布置在樁孔內，等邊三角形的每條邊長等于混凝土的流動半徑2.5～4.0m，每根導管的底端距離樁孔底為30～50cm；進行二次清孔步驟時，先將風管下入導管內，風管上部通過專用接頭與空壓機的氣管相接，并將專用接頭與導管連接；接著將導管提起一定高度，該高度是根據樁孔底的沉淀厚度確定，然后開啟空壓機供氣，氣舉反循環正常后，邊循環邊緩慢下放導管，直至導管下放至樁孔底，待排出的泥漿中含砂量滿足要求，即樁孔底沉渣清除干凈；進行水下混凝土澆筑步驟時，現場拌制混凝土后泵送至導管內，從孔底往上澆筑；進行復打步驟時，采用液壓打樁錘在混凝土初凝前將鋼管樁擊打至設計標高。